KR950027420A - 광학식 감지장치 - Google Patents

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KR950027420A
KR950027420A KR1019950006648A KR19950006648A KR950027420A KR 950027420 A KR950027420 A KR 950027420A KR 1019950006648 A KR1019950006648 A KR 1019950006648A KR 19950006648 A KR19950006648 A KR 19950006648A KR 950027420 A KR950027420 A KR 950027420A
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나루 야스다
고이찌 에까와
하야미 호소까와
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다떼이시 요시오
오므론가부시끼가이샤
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Abstract

본발명은 물체의 유무나 표면상태나 재질 또는 광산란체 등을 간단한 구성으로 정확하게 판별하기 위하여, 발광소자(10)로부터 피검출물체(1)에 투사광을 투사하고, 그 반사광(투사광, 산란광)을 편광빔스플리터(40)로 입사시키며, 편광빔스플리터(40)의 반사광을 수광소자(20)로 수광하고, 그 투과광을 또다른 수광소자(30)로 수광하며, 그러한 수광신호를 S와 P로 했을 때에 S/P나 S-P나 S-kP또는(S-P)/(S+P)등의 값에 의거하여 판별하게 구성한 장치와 방법에 관한 것이다.

Description

광학식 감지장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제39도는 반사형 광학식 감지장치의 감지헤드의 광학적 구성도,
제41도는 반사형 광학식 감지헤드의 다른 구성예를 도시한 도면,
제45도는 과학식 감지장치에서의 판별회로의 예를 도시한 블럭도,
제46도는 광학식 감지장치에서의 판별회로의 예를 도시한 블럭도.

Claims (52)

  1. 피검출물체를 향해 빛을 투사하는 투광광학계와, 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광이 입사하는 수광광학계를 포함하고, 상기 투광광학계는 적어도 투사광을 출력하는 발광소자를 포함하며, 상기 수광광학계가 피검출물체로부터 반사광이나 투과광 또는 산란광을 그 입사면에 대한 S편광성분을 주로 하는 제1광속(a first bundle of streams of light)과 P편광성분을 주로 하는 제2광속(a second bundle of streams of light)으로 분리하며 그 광분리특성이 사용입사각범위내에서 실질적으로 일정한 편광빔스플리터(a polarization beam splitter)와, 상기 제1광속을 수광하는 제1수광소자 및. 상기 제2광속을 수강하는 제2수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광빔스 플리터가 상기 발광소자로부터의 투사광의 파장의 넓혀진 범위내에서의 사용입사각 범위내에서 실질적으로 일정한 상기 광분리특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  3. 피검출물체를 향하여 빛을 투사하는 투광광학계와 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광이 입사하는 수광광학계를 포함하고, 상기 투광광학계는 적어도 투사광을 출력하는 발광소자를 포함하며, 상기 수광광학계가, 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광을 입사면에 대한 S편광성분을 주로 하는 제1광속(a first bundle of streams of light)과 P편광 성분을 주로 하는 제2광속(a second bundle of streams of light)으로 분리하며 그 광분리특성이 상기 발광소자로부터의 투사광의 파장의 넓혀진 범위내에서 실질적으로 일정한 편광빔스플리터(a polarlzation beam splitter)와, 상기 제1광속을 수광하는 제1수광소자 및, 상기 제2광속을 수광하는 제2수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1수광소자 및 제2수광소자의 출력에 의거하여 피검출물체의 유무나 표면상태 또는 재질에 관한 신호를 출력하는 판별수단을 부가적으로 구비한 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투광광학계가 피검출물체의 표면에 경사지거나 또는 거의 수직으로 투사광을 투사하도록 배치되고, 상기 수광광학계가 피검출물체의 표면으로부터의 반사광 또는 산란광이 경사지거나 또는 거의 수직으로 입사하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투광광학계와 상기 수광광학계가 간격을 두고 서로 대향하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광분리특성이 상기 편광빔스플리터에 입사하는 S편광성분의 광량에 대한 상기 제1광속에 포함되는 S편광성분의 광량비에 의해 표현되는 제1비율이나 상기 편광빔스플리터에 입사하는 P편광성분의 광량에 대한 상기 제2광속에 포함되는 P편광성분의 광량비에 의해 표현되는 제2비율, 또는, 상기 제1비율과 제2비율의 비에 의해 표현되고, 제1비율과 제2비율 중의 적어도 어느 한쪽이나, 또는, 상기 비가 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1비율과 제2비율 및 상기 비가 발광소자의 발광스펙트럼 및 상기 수광소자의 분광감도특성을 곱해서 파장에 대하여 적분한 값에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  9. 제1항에 있어서, 투광렌즈를 구비하고, 투사광이 투광렌즈에 의해 수렴이나 발산 또는 평행화하여 투사되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  10. 제1항에 있어서, 랜덤편광의 투사광을 직선편광의 투사광으로 변환하는 편광수단을 부가적으로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 발광소자로부터 출사한 빛이 투광용 광섬유(anoptical fiber)에 도입되고, 그러한 광섬유의 단부면으로부터 출사한 빛이 투광되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 수광광학계에 입사하는 빛을 수렴시키는 수광렌즈를 부가적으로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 수광렌즈에 의한 수렴광의 광로에 상기 편광빔스플리터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1광속 및 제2광속이 각각 수광용 광섬유에의해 제1수광소자 및 제2수광소자에 도입되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1수광소자의 앞면에 설치된 S편광의 통과를 허용하는 제1검광수단 및 제2수광소자의 앞면에 설치된 P편광의 통과를 허용하는 제2광수단의 적어도 어느 하나를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 편광빔스플리터의 제1광속 또는 제2광속의 출사측면에 대면하여 설치된 반사체를 부가적으로 구비하고, 상기 제1광속 또는 제2광속이 그러한 반사체에서 반사하는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 수광광학계의 앞면에 입사광을 제한하는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  18. 제3항에 있어서, 상기 제1수광소자 및 제2수광소자의 출력에 의거하여 피검출물체의 유무나 표면상태 또는 재질에 관한 신호를 출력하는 판별수단을 부가적으로 구비한 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  19. 제3항에 있어서, 상기 투광광학계가 피검출물체의 표면에 경사지거나 거의 수직으로 투사광을 투사하도록 배치되고, 상기 수광광학계가 피검출물체의 표면으로부터의 반사광 또는 산란광이 경사지거나 또는 거의 수직으로 입사하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  20. 제3항에 있어서, 상기 투광광학계와 상기 수광광학계가 간격을 두고 서로 대향하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지 장치.
  21. 제3항에 있어서, 상기 광분리특성이 상기 편광빔스플리터에 입사하는 S편광성분의 광량에 대한 상기 제1광속에 포함되는 S편광성분의 광량비에 의해 표현되는 제1비율이나, 상기 편광빔스플리터에 입사하는 P편광성분의 광량에 대한 상기 제2광속에 포함되는 P편광성분의 광량비에 의해 표현되는 제2비율, 또는, 상기 제1비율과 제2비율의 비에 의해 표현되고, 제1비율과 제2비율 중의 적어도 어느 한쪽이나, 또는, 상기 비가 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1비율과 제2비율 및 상기 비가 발광소자의 발광 스펙트럼 및 상기 수광 소자의 분광감도특성을 곱해서 파장에 대하여 적분한 값에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지 장치.
  23. 제3항에 있어서, 투광렌즈를 구비하고, 투사광이 투광렌즈에 의해 수렴이나 발산 또는 평행화하여 투사되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  24. 제3항에 있어서, 랜덤편광의 투사광을 직선편광의 투사광으로 변환하는 편광수단을 부가적으로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  25. 제3항에 있어서, 상기 발광소자로부터 출사한 빛이 투광용 광섬유(an optical fiber)에 도입되고, 그러한 광섬유의 단부면으로부터 출사한 빛이 투광되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  26. 제3항에 있어서, 상기 수광광학계에 입사하는 빛을 수렴시키는 수광렌즈를 부가적으로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 수광렌즈에 의한 수렴광의 광로에 상기 편광빔스플리터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  28. 제3항에 있어서, 상기 제1광속 및 제2광속이 각각 수광용 광섬유에의해 제1수광소자 및 제2수광소자에 도입되는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  29. 제3항에 있어서, 상기 제1수광소자의 앞면에 설치된 S편광의 통과를 허용하는 제1검광수단 및 제2수광소자의 앞면에 설치된 P편광의 통과를 허용하는 제2광수단의 적어도 어느 하나를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  30. 제3항에 있어서, 상기 편광빔스플리터의 제1광속 또는 제2광속의 출사측면에 대면하여 설치된 반사체를 부가적으로 구비하고, 상기 제1광속 또는 제2광속이 그러한 반사체에서 반사하는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  31. 제3항에 있어서, 상기 수광광학계의 앞면에 입사광을 제한하는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징로 하는 광학식 감지장치.
  32. 피검출물체를 향해서 빛을 투사하는 투광광학계와 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광이 입사하는 수광광학계를 포함하고, 상기 투광학계는 적어도 투사광을 출력하는 발광소자를 포함하며, 상기 수광광학계가 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광을 그 입사면에 대한 S편광성분을 주로 하는 제1광속(a rirst bundle of streams of light)과 P편광성분을 주로 하는 제2광속(a second bundle of streams of light)으로 분리하는 편광빔스플리터(a polarization beam splitter)와, 상기 제1광속을 수광하는 제1수광소자 및, 상기 제2광속을 수광하는 제2수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 감지장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 제1수광소자 및 제2수광소자의 출력에 의거하여 피검출물체의 유무나 표면상태 또는 재질에 관한 신호를 출력하는 판별수단을 부가적으로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 감지 장치.
  34. 투사광을 피검출물체를 향해 투사하고, 광분리특성이 사용입사각범위내에서 실질적으로 일정한 편광빔스플리터를 사용하며, 피검출 물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광을 상기 편광빔스플리터의 입사면에 대한 S편광성분을 주로 하는 제1광속(a first bundle of streams of light)과, P편광성분을 주로 하는 제2광속(a second bundle of streams of light)으로 분리하고, 그러한 분리된 제1광속의 광량과 제2광속의 광량에 의거하여 피검출물체의 유무나 표면상태 또는 재질에 관한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 감지방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 발광소자로부터의 투사광의 파장이 넓혀진 범위에서의 사용입사각범위에서 실질적으로 일정한 상기 광분리특성을 유지하는 편광빔스플리터를 사용하는 것을 특징으로 하는 감지방법.
  36. 투사광을 피검출물체를 향해 투사하고, 광분리특성이 투사광의 파장의 넓혀진 범위내에서 실질적으로 일정한 편광빔스플리터를 사용하며, 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광을 상기 편광빔스플리터의 입사면에 대한 S편광성분을 주로 하는 제1광속(a first bundle of streams of light)과 P편광성분을 주로 하는 제2광속(a second bundle of stream of light)으로 분리하고, 그러한 분리된 제1광속의 광량과 제2광속의 광량에 의거하여 피검출물체의 유무나 표면상태 또는 재질에 관한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 감지방법.
  37. 투사광을 피검출물체를 향해 투사하고, 편광빔스플리터를 사용하여 피검출물체로부터의 반사광이나 투과광 또는 산란광을 상기 편광빔스플리터에 대한 S편광성분을 주로 하는 제1광속(a first bundle of streams of light)과 P편광성분을 주로 하는 제2광속(a second bundle of streams of light)으로 분리하며, 그러한 분리된 제1광속의 광량과 제2광속의 광량에 의거하여 피검출물체의 유무나 표면상태 또는 재질에 관한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 감지방법.
  38. 제1항 내지 제33항중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치가 물체의 반송로상에 배치되고, 상기 광학식 감지장치의 출력신호에 의거하여 반송되고 있는 물체를 식별하는 물체식별장치.
  39. 제1항 내지 제33항중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치가 인쇄매체의 반송로상에 배치되고, 상기 광학식 감지장치의 출력신호에 의거하여 인쇄매체의 가장자리, 또는 위치이탈을 검출하는 인쇄장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 광학식 감지장치가 인쇄헤드와 함께 움직이도록 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
  41. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상기 광학식 감지장치의 출력에 의거하여 인쇄매체의 종류를 판별하는 판별수단과, 상기 판별수단에 의한 판별결과에 의거하여 인쇄 조건을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  42. 이슬맺힘매체 또는 서리부착매체의 표면상태를 판별하도록 배치된 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상기 광학식 감지장치의 출력에 의거하여 공기조화(air-conditioning)운전조건을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  43. 열 교환기와, 상기 열교환기의 표면상태를 판별하는 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상기 광학식 감지장치의 출력에 의거하여 운전조건을 제어하는 제어 장치를 구비한 온도 또는 습도의 제어장치.
  44. 차량의 창유리의 내측표면상태를 판별하도록 배치된 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상기 창유리의 흐림을 제거하는 수단과, 상기 광학식 감지장치의 출력에 의거하여 상기 흐림 제거수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량.
  45. 차량의 창유리의 외측표면상태를 판별하도록 배치된 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상시 창유리의 외측표면을 청소하는 윈도우와이퍼장치와, 상기 광학식 감지장치의 출력에 의거하여 상기 윈도우 와이퍼장치의 동작을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량.
  46. 노면상태를 판별하도록 배치된 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와,차량의 운전조작의 상태를 검출하는 수단과, 상기 광학식 감지장치에 의한 노면상태 판별결과 및 결과에 의거하여 상기 운전조작에 관련한 작동기(an actuator)의 구동을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량.
  47. 노면에 표시된 마크 등을 검출하도록 배치되고 구성된 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 운전자에게의 경고수단과, 상기 감지장치의 출력에 의거하여 경고수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량.
  48. 주행로를 따라 설치된 안내부로부터의 이탈을 검출하는 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지 장치와, 상기 광학식 감지장치로부터의 이탈검출신호에의거하여 조타제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주행체.
  49. 지폐의 표면을 검출하는 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상기 감지장치의 출력에 의거하여 장치의 동작을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 지폐취급장치.
  50. 인쇄원판을 고정하는 동판과, 인쇄원판을 적시는 물을 공급하는 물공급수단과, 수단과, 인쇄원판의 표면을 검출하는 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 상기 감지장치의 출력에 의거하여 상기 물공급수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 옵셋인쇄장치.
  51. 반송로상으로 반송되는 물품의 표면상태를 판별하도록 배치된 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치와, 반송되는 물품의 반송방향을 변경하는 방향변경수단과, 상기 광학식 감지장치의 판별결과에 의거하여 상기 방향변경수단을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치.
  52. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 감지장치에 의해 반송로상으로 반송되는 물품의 표면상태를 판별하고, 그러한 판별결과에 의거하여 물품의 반송방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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